汽车碳纤维复合材料中地板铺层设计及工程化优化应用

摘要

为提高白车身性能及汽车轻量化水平，降低白车身地板材料、工艺和结构成本，基于复合材料失效准则，提出一种分区式碳纤维复合材料地板优化设计方法。建立白车身静态性能分析模型，验证了模型正确性。对T700/WP-R2300进行准静态性能测试，探明了该碳纤维复合材料力学性能参数。通过自由尺寸优化、铺层厚度优化和铺层顺序优化等方法对重新设计后的中地板进行碳纤维铺层优化。结果表明，碳纤复材中地板的弯曲刚度提高了351.3%,扭转刚度提高了111.4%,中地板减重40%。碳纤复材中地板白车身弯曲刚度提高了5.9%,扭转刚度提高了10.5%,一阶弯曲频率和扭转频率分别提高了9.0%和10.8%,轻量化效果显著。

关键词

汽车中地板 / 碳纤维复合材料 / 分区铺层设计 / 工程化裁剪 / 多目标优化

基金资助

国家自然科学基金项目(52202437); 全国重点实验室开放基金项目(GZ2024A03-ZZU); 国家重点研发计划项目(2022YFD2001203); 河南省科技攻关项目(242102241055); 河南省重大科技专项(221100240400); 河南省留学人员科研项目(17500006); “科创中原”汽车轻量化产学研协作创新基地项目(2024KCZY315)